【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤体冲击倾向性测量，特别涉及一种利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法。
技术介绍
1、冲击地压是采掘空间煤岩体突发失稳破坏的动力现象，冲击地压发生迅速、破坏性极强，严重威胁着煤矿安全、高效生产。冲击倾向性是煤岩体的根本属性，是评价煤矿冲击危险性的重要判别指标，对煤矿冲击地压的发生具有显著影响。因此，准确高效地测定煤体冲击倾向性类型具有重要的应用价值和实际意义。
2、目前对于煤体冲击倾向性的判定主要通过对煤体试样进行加载试验，在试验过程中记录其单轴抗压强度、动态破坏时间等指标，实验操作复杂，需要经过一系列的计算过程，且不同指标评价结果之间具有一定的离散性。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，以解决测量煤体冲击地压的实验操作复杂，冲击倾向指标评价结果之间具有离散性，评价结果不准确的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
3、一种利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，包括：
4、步骤一：选取无冲击、弱冲击和强冲击三种冲击类型煤体，进行单轴加载破坏红外辐射监测实验；
5、步骤二：提取所述三种冲击类型煤体破坏平均和最大红外温度变化指标；
6、步骤三：确定煤冲击倾向性指标，将红外温度变化指标与冲击倾向性指标进行多项式拟合；
7、步骤四：基于煤的冲击倾向性各类指标分类标准，对拟合的多项式进行无冲击、弱冲击和强冲击三种冲击类型煤体
8、步骤五：利用红外温度指标与煤冲击类型关系，建立煤冲击倾向性红外温度单指标判定模型；
9、步骤六：采用模糊综合评判法，建立煤冲击倾向性红外温度多指标综合判定模型；
10、步骤七：对待测冲击倾向性的煤体，进行煤体破坏红外温度变化监测，分别采用红外温度单指标模型或红外温度多指标综合模型判定待测煤体的冲击类型。
11、示例性地，所述步骤一，包括：
12、在不同煤产地分别取无冲击、弱冲击和强冲击三种冲击类型煤体试样，并进行密封保存；
13、将密封的煤体试样，在实验室内加工为预定尺寸，并将煤体试样两端打磨平整；
14、对煤体试样进行分类分组编号以备单轴加载破坏红外辐射监测试验。
15、示例性地，在所述步骤二中，所述平均红外温度变化指标为煤体破坏过程观测面平均红外辐射温度增量δtairt，所述最大红外温度变化指标为煤体破坏过程最大红外辐射温度增量δtmirt。
16、示例性地，在所述步骤三中，所述煤冲击倾向性指标包括单轴抗压强度rc、动态破坏时间dt、弹性能指数wet和冲击能量指数ke，其中，获取煤体单轴抗压强度rc、动态破坏时间dt和冲击能量指数ke采用单轴压缩破坏实验，而获取弹性能指数wet采用循环加卸载实验。
17、示例性地，在所述步骤三中，所述将红外温度变化指标与冲击倾向性指标进行多项式拟合，包括：将三种不同冲击类型煤体试样的破坏的平均和最大红外辐射温度增量δtairt、δtmirt，分别与rc、dt、wet和ke进行多项式拟合，拟合系数需大于0.90以上。
18、示例性地，在所述步骤四中，所述煤的冲击倾向性各类指标分类标准包括：
19、煤的冲击倾向性为无冲击的各类指标范围包括单轴抗压强度rc＜7mpa、动态破坏时间dt＞500ms、弹性能指数wet＜2以及冲击能量指数ke＜1.5；
20、煤的冲击倾向性为弱冲击的各类指标范围包括单轴抗压强度在7mpa≤rc＜14mpa范围内、动态破坏时间在50ms＜dt≤500ms范围内、弹性能指数在2≤wet＜5范围内、以及冲击能量指数在1.5≤ke＜5范围内；
21、煤的冲击倾向性为强冲击的各类指标范围包括单轴抗压强度rc≥14mpa、动态破坏时间dt＜50ms、弹性能指数wet≥5以及冲击能量指数ke≥5。
22、示例性地，在所述步骤五中，所述建立煤冲击倾向性红外温度单指标判定模型，包括建立平均红外温度指标δtairt与煤冲击类型单指标判定模型和建立最大红外温度指标δtmirt与煤冲击类型单指标判定模型。
23、示例性地，在所述步骤六：建立红外温度多指标综合判定模型之前，还包括：
24、判断红外温度单指标测定值之间是否相互矛盾，若红外温度单指标测定值之间存在矛盾，则采用模糊综合评判法，建立红外温度多指标综合判定模型。
25、示例性地，所述建立红外温度多指标综合判定模型，包括：
26、对平均红外温度指标ka(rc)、ka(dt)、ka(wet)和ka(ke)分别付权重0.25、0.25、0.25、0.25；
27、对最高红外温度指标kb(rc)、kb(dt)、kb(wet)和kb(ke)分别付权重0.30、0.20、0.20、0.30；
28、对煤的不同冲击类型进行赋值，无冲击类型赋值为1，弱冲击类型赋值为2，强冲击类型赋值为3；
29、得到红外温度多指标煤冲击类型综合判定模型，包括平均红外温度多指标综合判定模型kairt＝0.25ka(rc)+0.25ka(dt)+0.25ka(wet)+0.25ka(ke)，和最大红外温度多指标综合判定模型kmirt＝0.30kb(rc)+0.20kb(dt)+0.20kb(wet)+0.30kb(ke)；
30、根据红外温度多指标煤冲击类型综合判定模型，并基于红外温度多指标煤冲击类型综合判定标准，对煤体冲击类型进行判定。
31、示例性地，在所述步骤七中，所述进行煤体冲击类型判定，包括：
32、若平均和最高红外温度单指标判定结果一致，则直接判定煤体的冲击倾向性类型；
33、若平均和最高红外温度单指标判定结果不一致，则采用红外温度多指标综合判定模型，根据红外温度多指标煤冲击类型综合判定表，判定煤体的冲击倾向性类型。
34、上述实施例，通过对包括无冲击、弱冲击和强冲击三种类型的煤体试样进行单轴加载破坏试验过程中，对煤体试样的红外辐射进行实时监测，通过监测数据，在经过简单计算建立煤体的红外温度判定模型，与煤体冲击倾向标准比对，获取自动化程度高，具有测定方法简单、易于操作，可大幅度提高煤体冲击倾向性测定效率，采用外红温度非接触的测试方法，环境干扰因素少，能够避免因接触测量而引起的实验误差，从而提高了煤体冲击倾向性测定的准确性与可靠性，此外，上述实施例通过红外温度特征判定煤体冲击倾向性类型，丰富了煤体冲击倾向性测定指标体系。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，其特征在于，所述步骤一，包括：
3.根据权利要求1所述的利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述平均红外温度变化指标为煤体破坏过程观测面平均红外辐射温度增量ΔTAIRT，所述最大红外温度变化指标为煤体破坏过程最大红外辐射温度增量ΔTMIRT。
4.根据权利要求3所述的利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述煤冲击倾向性指标包括单轴抗压强度Rc、动态破坏时间DT、弹性能指数WET和冲击能量指数KE，其中，获取煤体单轴抗压强度Rc、动态破坏时间DT和冲击能量指数KE采用单轴压缩破坏实验，而获取弹性能指数WET采用循环加卸载实验。
5.根据权利要求4所述的利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述将红外温度变化指标与冲击倾向性指标进行多项式拟合，包括：将三种不同冲击类型煤体试样的破坏的平均和最大红外辐射温度增量ΔTA
6.根据权利要求5所述的利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述煤的冲击倾向性各类指标分类标准包括：
7.根据权利要求3所述的利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，其特征在于，在所述步骤五中，所述建立煤冲击倾向性红外温度单指标判定模型，包括建立平均红外温度指标ΔTAIRT与煤冲击类型单指标判定模型和建立最大红外温度指标ΔTMIRT与煤冲击类型单指标判定模型。
8.根据权利要求7所述的利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，其特征在于，在所述步骤六：建立红外温度多指标综合判定模型之前，还包括：
9.根据权利要求8所述的利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，其特征在于，所述建立红外温度多指标综合判定模型，包括：
10.根据权利要求1所述的利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，其特征在于，在所述步骤七中，所述进行煤体冲击类型判定，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，其特征在于，所述步骤一，包括：
3.根据权利要求1所述的利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述平均红外温度变化指标为煤体破坏过程观测面平均红外辐射温度增量δtairt，所述最大红外温度变化指标为煤体破坏过程最大红外辐射温度增量δtmirt。
4.根据权利要求3所述的利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述煤冲击倾向性指标包括单轴抗压强度rc、动态破坏时间dt、弹性能指数wet和冲击能量指数ke，其中，获取煤体单轴抗压强度rc、动态破坏时间dt和冲击能量指数ke采用单轴压缩破坏实验，而获取弹性能指数wet采用循环加卸载实验。
5.根据权利要求4所述的利用红外温度特征预测煤冲击倾向性的方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述将红外温度变化指标与冲击倾向性指标进行多项式拟合，包括：将三种不同冲击类型煤体试样的破坏的平均...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷山，李忠辉，王恩元，钮月，田贺，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。